심리적 안전마진(Psychological Safety Margin) 기반 혼합교통류 비신호교차로 자율주행전략 설계 연구
Design of Autonomous Driving Strategies at Unsignalized Intersections in Mixed Traffic Based on Psychological Safety Margin
The mixed traffic environment in which autonomous vehicles (AVs) and manual vehicles (MVs) coexist is expected to persist. Existing physical safety measures fail to account for the psychological safety of MV drivers. A trade-off exists between psychological safety and traffic mobility depending on the aggressiveness of AV driving. This study defined the Psychological Safety Margin (PSM) and developed an AV driving strategy design process for unsignalized intersections. The results show that for AV market penetration rates of 10–80%, under level of service (LOS) B conditions, no significant difference in the PSM score was observed between the two strategies (Cautious: 6.30– 6.52, Aggressive: 6.23–6.43), while a significant difference in intersection delay was observed (Cautious: 0.73–1.06s, Aggressive: 0.68–0.69s), leading to the selection of the aggressive driving strategy as optimal. Under LOS D conditions, a significant difference in PSM score was observed (Cautious: 6.84-6.99, Aggressive: 6.39-6.63), leading to the selection of the cautious strategy as optimal. These findings are expected to contribute to the development of a novel system that dynamically manages AV driving aggressiveness based on real-time traffic conditions in cooperative automated driving environments.
한국어
자율차와 비자율차가 혼재하는 혼합교통류 환경이 지속될 전망이다. 물리적 안전 지표는 운전자의 심리적 안전성을 반영하지 못하며, 자율차의 주행 적극성 수준에 따라 심리적 안전성과 교통류 이동성 간 상충관계가 형성된다. 본 연구에서는 비자율차 운전자의 심리적 안전마진을 정의하고 자율주행 전략 설계 프로세스를 개발했다. 시뮬레이션 분석 결과, 자율차 혼입률 10~80%일 때 서비스수준 B에서는 심리적 안전성 점수가 보수적 전략 적용 시 6.30~6.52, 공격적 전략 적용 시 6.23~6.43으로 유의한 차이가 없는 반면, 교차로 지체는 보수적 전략 적용시 0.73~1.06초, 공격적 전략 적용 시 0.68~0.69초로 유의한 차이가 나타나 공격적 전략을 적용하는 것이 바람직한 것으로 도출됐다. 서비스수준 D에서는 심리적 안전성 점수가 보수적 전략적용 시 6.84~6.99, 공격적 전략 적용 시 6.39~6.63으로 유의한 차이가 나타나 보수적 전략을 적용하는 것이 심리적 안전마진 확보를 위해 필요함을 확인했다. 본 연구의 결과물은 자율협력주행 환경에서 실시간 교통 조건을 고려한 최적의 자율주행 적극성을 관리하는 시스템 개발에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.
목차
요약 ABSTRACT Ⅰ. 서론 Ⅱ. 기존문헌 고찰 1. 심리적 안전성 (Psychological Safety) 2. AV 거동 수준이 안전성 및 이동성에 미치는 영향 3. 시사점 Ⅲ. 방법론 1. 연구 수행 과정 2. Psychological Safety Margin (PSM) 3. Evaluation Indicators 4. 자율주행 전략 설계 프로세스 5. 시뮬레이션 환경 구축 Ⅳ. 분석 결과 1. 시나리오별 PSM score 및 Delay 산출 결과 2. 시나리오별 최적 LADA 도출 Ⅴ. 결론 ACKNOWLEDGEMENTS REFERENCES